PDF-файлы излучения галактического диска (r ≥ 1 кпк) после маскировки центра на длинах волн 7,7, 10, 11,3 и 21 мкм для NGC 4303, помеченные излучением внутри и снаружи областей H ii. Вверху: изображения галактического диска NGC 4303 в каждом фильтре MIRI, замаскированная центральная область заштрихована. В центре: PDF-файлы интенсивности с поправкой на наклон диска (исключая замаскированную центральную область). Внизу: те же PDF-файлы только для диска, показанные в среднем ряду, но теперь с логарифмическим растяжением оси Y, чтобы выделить степенной хвост. Фото: Астрономический журнал (2023 г.). DOI: 10.3847/1538-3881/ad110d
Впервые изображения высокого разрешения, полученные космическим телескопом Джеймса Уэбба, дают ценную информацию о сложных структурах пыли в близлежащих звездообразующих галактиках.
Космическая пыль, один из самых фундаментальных строительных блоков во Вселенной, является жизненно важным ингредиентом для роста галактики. Будучи рассыпаны, эти крошечные зерна помогают посеять семена для создания как звезд, так и планет, однако только недавно, благодаря стремительному развитию технологий, астрономы начали проливать более яркий свет на их сложную физику.
Международная группа астрономов под руководством ученых из Университета штата Огайо использовала данные, собранные с помощью среднеинфракрасного прибора космического телескопа Джеймса Уэбба, чтобы создать потрясающие изображения 19 спиральных галактик, расположенных относительно близко к Млечному Пути. Изучая инфракрасный свет — длины волн, невидимые невооруженным глазом — эти невероятно точные изображения показывают, как пыль удобряет вселенную после нагревания как массивными молодыми звездами, так и окружающим межзвездным космическим излучением.
«Используя эти совершенно новые данные, мы можем увидеть распределение выбросов пыли и определить, как выглядит межзвездный материал в дисках этих галактик», — сказала Дебосмита Патхак, ведущий автор исследования и аспирантка астрономического университета. Штат Огайо.
Изображения были взяты из сокровищницы PHANGS-JWST Cycle 1, исследовательского сотрудничества, которое использует мощные телескопы для лучшего понимания галактической эволюции. В этом исследовании они использовали данные, собранные за первый год наблюдений Уэбба, для создания измерений функции распределения вероятностей (PDF), которые отображают выбросы пыли галактик в среднем инфракрасном диапазоне.
Они обнаружили, что диски галактик в среднем инфракрасном диапазоне демонстрируют как нормальное распределение газа (представленное на диаграммах PDF исследования как высокий пик), так и высокое распределение (проявляющееся как пологий наклон). Хотя области, где расположены рассадники звездообразования, выглядят заметно по-другому, форма и ширина распределения диффузного газа в этих галактиках остались неизменными.
«С точки зрения динамики в центрах происходят совершенно разные вещи», — сказал Патхак. «Но если убрать из изображения центры, диски этих галактик станут очень похожими друг на друга».
Исследование, опубликованное недавно в «Астрономическом журнале», предполагает, что, поскольку характер инфракрасного света, излучаемого этими наблюдаемыми галактиками, кажется однородным, плотность газа внутри галактических дисков следует определенному образцу, даже если он сформирован очень разными галактическими средами.
«Поскольку эта пыль является источником топлива для будущих поколений звезд», — сказал Патхак, — «сходство, которое мы наблюдаем среди галактик, намекает на то, что некоторые аспекты формирования звезд и планет могут быть универсальными для всех галактик».
По словам Патака, эти галактические снимки, освещая еще один ключ к разгадке тайн нашей Вселенной, также дают людям возможность взглянуть в космическое зеркало.
«Нам трудно получить глобальную перспективу Млечного Пути», — сказал Патхак. «Это исследование говорит нам, что если бы вы посмотрели на нее со стороны, вы бы увидели нечто похожее на то, что мы видели для группы других близлежащих галактик».
Более того, углубление нашего нынешнего понимания структуры близлежащих галактик может привести к лучшему пониманию астрофизики, в том числе того, как различные объекты во Вселенной сочетаются друг с другом.
В конечном итоге, как только после следующих нескольких циклов JWST станет доступно больше данных, команда планирует повторить большую часть работы с еще большим и богатым размером выборки.
«Вы не можете наблюдать все галактики во Вселенной с таким высоким разрешением, поэтому полезно иметь возможность делать количественные утверждения о них в целом, потому что это позволяет нам экстраполировать все больше и больше галактик в будущем», — сказал Патхак.
Информация от: Университетом штата Огайо.
